DE10207676A1 - Circuit for current-controlled resistor with increased linear range for gain control, PIN diode etc. has chains of nonlinear bipolar load elements with resistance connection at center of parallel branches of middle chains - Google Patents

Circuit for current-controlled resistor with increased linear range for gain control, PIN diode etc. has chains of nonlinear bipolar load elements with resistance connection at center of parallel branches of middle chains

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DE10207676A1
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Cord Heinrich Kohsiek
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
    • H03G1/0005—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
    • H03G1/0035—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using continuously variable impedance elements
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Abstract

The circuit includes an arrangement of nonlinear bipolar load elements , such as semiconductor diodes or transistor diodes, comprising several chains (A,B,C,D) of one or more load elements (DA1...DAj, DB1...DBk, DC1...DCi, DD1...DDl). The two middle chains (A,B) have two parallel branches of load elements, each with a resistance connection (E,F) in the center. Two control terminals (X,W) are arranged at the start and end of the arrangement, and have low-resistance connections to one of the resistance connection (E,F). An Independent claim is also included for a method of controlling a resistance.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen stromgesteuerten Widerstand mit erweitertem Linearitätsbereich. The invention relates to a circuit arrangement for a current-controlled resistor with extended linearity range.

Als steuerbaren Widerstand verwendet man in integrierten bipolaren Schaltungen Dioden, deren Innenwiderstand vom Strom gesteuert wird. Ihr Nachteil ist die begrenzte Linearität. A controllable resistor is used in integrated bipolar circuits Diodes whose internal resistance is controlled by the current. Your disadvantage is the limited Linearity.

Die Verwendung von Dioden als Lastwiderstände ist aus der DE 43 20 006 C2 bekannt. Dabei sind Anschlüsse der Dioden in einem Verbindungspunkt untereinander verbunden und werden über diesen Verbindungspunkt mit Strom versorgt. Dieser Verbindungspunkt ist mit dem Eingang eines Regelgliedes verbunden, dessen Ausgang an die verbundenen Steuereingänge der steuerbaren Stromquellen für den anderen Anschluß der Dioden verbunden ist, wobei die Ströme der Stromquellen derart gesteuert werden, daß sich am Eingang des Regelgliedes ein konstantes Potential einstellt. Eine Linearisierung der Widerstandsanordnung, die im wesentlichen durch den differentiellen Widerstand der Dioden bestimmt wird, erfolgt nicht. The use of diodes as load resistors is known from DE 43 20 006 C2. The diodes are connected to each other at a connection point connected and are supplied with power via this connection point. This The connection point is connected to the input of a control element, the output of which is connected to the connected control inputs of the controllable current sources for the other connection of the diodes is connected, the currents of the current sources being controlled in such a way that a constant potential is established at the input of the control element. A Linearization of the resistor arrangement, essentially by the differential Resistance of the diodes is not determined.

Es ist daher die Aufgabe, einen in Bipolartechnik realisierbaren, stromgesteuerten Widerstand mit hoher Linearität zu schaffen. It is therefore the task of a current-controlled one that can be implemented in bipolar technology Creating resistance with high linearity.

Diese Aufgabe wird von einer Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a circuit arrangement according to claim 1.

Erfindungsgemäß wird eine Schaltungsanordnung für einen stromgesteuerten Widerstand mit erweitertem Linearitätsbereich vorgeschlagen, unter Verwendung einer Anordnung aus nichtlinearen, bipolaren Lastelementen, wobei der Widerstand zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluß erzeugt wird, mit

  • - einem ersten Widerstandsanschluß,
  • - einem zweiten Widerstandsanschluß,
  • - einem ersten Steueranschluß, der von einer Steuerstromquelle gespeist wird, und
  • - einem zweiten Steueranschluß,
wobei die Anordnung der nichtlinearen bipolaren Lastelemente aus mehreren Ketten aus einem oder mehreren der Lastelemente besteht und die beiden mittleren Ketten aus zwei parallelen Zweigen von Lastelementen gebildet werden und je ein Widerstandsanschluß direkt oder indirekt in der Mitte von je einem der parallelen Zweige angebracht ist und sich die beiden Steueranschlüsse am Anfang und am Ende der Anordnung befinden und die Steueranschlüsse niederohmig mit einem der Widerstandsanschlüsse verbunden sind. According to the invention, a circuit arrangement for a current-controlled resistor with an extended linearity range is proposed, using an arrangement of non-linear, bipolar load elements, the resistor being generated between a first and a second connection, with
  • - a first resistance connection,
  • - a second resistance connection,
  • - A first control connection, which is fed by a control current source, and
  • - a second control connection,
wherein the arrangement of the non-linear bipolar load elements consists of several chains from one or more of the load elements and the two middle chains are formed from two parallel branches of load elements and a resistance connection is attached directly or indirectly in the middle of each of the parallel branches and itself the two control connections are at the beginning and at the end of the arrangement and the control connections are connected to one of the resistance connections in a low-resistance manner.

Der Signalstrom durch den Widerstand setzt sich aus drei Stromanteilen zusammen, deren Summe durch Kompensation entgegengesetzter Krümmungen die Linearisierung ergibt. The signal current through the resistor is made up of three current components, the sum of which by compensating opposing curvatures the linearization results.

Hiermit gelingt die Realisierung eines linearen, in weitem Bereich steuerbaren Widerstandes, dessen Leitwert proportional zum Steuerstrom ist. This enables the realization of a linear, controllable in a wide range Resistance, whose conductance is proportional to the control current.

Die physikalischen Eigenschaften der nichtlinearen, bipolaren Lastelemente in einer Kette können identisch sein, was herstellungsmäßige Vereinfachungen mit sich bringt; dies ist allerdings nicht zwingend erforderlich. Physikalische Eigenschaften der Dioden umfassen deren Struktur bzw. ihren Flächenfaktor. Es können auch die physikalischen Eigenschaften der Lastelemente in allen Ketten identisch sein. Die Anzahl der Lastelemente in jeder der Ketten wird abhängig von den physikalischen Eigenschaften gewählt. Die erste oder die zweite Kette können aus mehreren Teilketten bestehen, wobei diese Teilketten parallel zueinander geschaltet sind. The physical properties of the nonlinear, bipolar load elements in one Chain can be identical, which simplifies production; however, this is not absolutely necessary. Physical properties of the diodes include their structure or area factor. It can also be the physical Properties of the load elements in all chains must be identical. The number of Load elements in each of the chains are chosen depending on the physical properties. The first or the second chain can consist of several partial chains, these being Sub-chains are connected in parallel to each other.

Als nichtlineares, bipolares Lastelement kommt eine Halbleiterdiode oder eine Transistordiode in Frage. A semiconductor diode or a comes as a non-linear, bipolar load element Transistor diode in question.

Die Erfindung ist zur Anwendung bei der Verstärkungsregelung, als PIN-Diode, als Modulator oder als Multiplizierer gedacht. The invention is for use in gain control, as a PIN diode, as Modulator or intended as a multiplier.

Im folgenden soll die Erfindung lediglich beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt zur Erläuterung der Herleitung der Erfindung: In the following, the invention will only be described in more detail by way of example with reference to the drawings are explained. To explain the derivation of the invention, it shows:

Fig. 1 in Teilbild (a) eine als Differenzverstärker arbeitende Diodenanordnung sowie in Teilbild (b) die zugehörige Kennlinie; Figure 1 in partial image (a) a diode arrangement operating as a differential amplifier and in partial image (b) the associated characteristic curve;

Fig. 2 eine gegenüber der Darstellung aus Fig. 1(a) erweiterte Diodenanordnung sowie in Teilbild (b) die zugehörige Kennlinie und in Teilbild (c) die Abhängigkeit des Widerstandes von der Spannung; FIG. 2 shows a diode arrangement which is expanded compared to the illustration from FIG. 1 (a) and in FIG. (B) the associated characteristic curve and in FIG. (C) the dependence of the resistance on the voltage;

Fig. 3 in Teilbild (a) eine Diodenanordnung mit Kondensatorkopplung zur Addition zweier Signalwechselströme verschiedener Gleichspannungspotentiale, in Teilbild (b) die zugehörige Kennlinie und in Teilbild (c) die Abhängigkeit des Widerstandes von der Spannung; Fig. 3 in partial image (a) a diode arrangement with capacitor coupling to the addition of two signal alternating currents of different DC potentials, in partial image (b) the associated characteristic and in field (c) the dependence of the resistance of the voltage;

Fig. 4 in Teilbild (a) eine Schaltung mit einer Diodenkette, in Teilbild (b) die Kennlinie und in Teilbild (c) die Abhängigkeit des Widerstandes von der Spannung. Fig. 4 in partial image (a) a circuit with a diode chain, in partial image (b) the characteristic curve and in partial image (c) the dependence of the resistance on the voltage.

Es zeigt zur Erläuterung der Erfindung ferner: To explain the invention, it also shows:

Fig. 5 in Teilbild (a) eine Kombination der Schaltungen aus Fig. 2(a) und Fig. 4(a), in Teilbild (b) die zugehörige Kennlinie und in Teilbild (c) die Abhängigkeit des Widerstandes von der Spannung; FIG. 5 is partial image (a) a combination of the circuits of Figure 2 (a) and 4 (a), in sub-image (b) the associated characteristic and in field (c) the dependence of the resistance of the voltage..;

Fig. 6 eine weitere Diodenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer mehrfach parallelen Teilkette; Fig. 6 shows a further diode arrangement according to the present invention with a multiple parallel sub-chain;

Fig. 7 eine weitere Diodenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, aber mit nur einer Steuerstromquelle realisiert. Fig. 7 shows a further diode arrangement according to the present invention, but realized with only one control current source.

Im folgenden werden als die nichtlinearen, bipolaren Lastelemente Halbleiterdioden beschrieben, es können aber gleichermaßen Transistordioden verwendet werden. In the following, semiconductor diodes are used as the non-linear, bipolar load elements described, but transistor diodes can equally be used.

In Fig. 1 werden zwei Dioden D1, D2 von einer Stromquelle I1 versorgt, die am gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden gegeneinander geschalteten Dioden D1, D2 liegt. An die Dioden D1 und D2 wird weiterhin eine Signalspannung Vin gelegt, die den Eingangsstrom Iin erzeugt. Diese Diodenanordnung erzeugt die vom Differenzverstärker bekannte Kennlinie, wie in Fig. 1(b) dargestellt. In Fig. 1, two diodes D1, D2 are supplied by a current source I1, which is located at the common connection point of the two diodes D1, D2 connected to one another. A signal voltage Vin, which generates the input current Iin, is also applied to the diodes D1 and D2. This diode arrangement generates the characteristic known from the differential amplifier, as shown in Fig. 1 (b).

Fig. 2(a) zeigt eine Erweiterung der Diodenanordnung nach Fig. 1(a), bei der zwei weitere Dioden D3, D4 so geschaltet sind, daß sie mit der Diode D1 bzw. der Diode D2 eine Kette bilden. Eine zweite Versorgungsstromquelle I2 liegt am Verbindungspunkt der ebenfalls gegeneinander geschalteten Dioden D3, D4. Somit wird durch die Dioden D1 und D3 bzw. durch die Dioden D2 und D4 jeweils eine Gleichrichterkette gebildet, wobei die Eingangsspannung Vin zwischen dem Verbindungspunkt der Dioden D1 und D3 einerseits und dem Verbindungspunkt der Dioden D2 und D4 andererseits anliegt. Diese Schaltung nach Fig. 2(a) erzeugt die Kennlinie nach Fig. 2(b). Fig. 2(c) veranschaulicht den Widerstand in Abhängigkeit von der anliegenden Spannung, wobei das nichtlineare Verhalten deutlich erkennbar ist. Fig. 2 (a) shows an expansion of the diode arrangement according to Fig. 1 (a), in which two further diodes D3, D4 are connected so that they form a chain with the diode D1 and the diode D2. A second supply current source I2 is located at the connection point of the diodes D3, D4, which are also connected to one another. A rectifier chain is thus formed by the diodes D1 and D3 or by the diodes D2 and D4, the input voltage Vin being present between the connection point of the diodes D1 and D3 on the one hand and the connection point of the diodes D2 and D4 on the other hand. This circuit according to FIG. 2 (a) generates the characteristic curve according to FIG. 2 (b). Fig. 2 (c) illustrates the resistance as a function of the applied voltage, the non-linear behavior being clearly recognizable.

Fig. 3(a) zeigt eine weitere Anordnung von Dioden D1 und D2. Die beiden Dioden D1, D2 sind als Gleichrichterreihe geschaltet, wobei der eine Widerstandsanschluß der Verbindungspunkt der Dioden ist und der zweite Widerstandsanschluß kapazitiv mit den anderen Diodenanschlüssen verbunden ist. Die Anwendung dieser Schaltung ist durch die Kondensatorkopplung, die wegen unterschiedlicher Gleichspannungen notwendig ist, auf Wechselspannungen beschränkt. Über einen entsprechenden Kondensator C1, C2 sind auch die Versorgungsstromquellen I1, I2 angekoppelt. Die zugehörige Kennlinie ist in Fig. 3(b) dargestellt, der Widerstandsverlauf in Fig. 3(c). Fig. 3 (a) shows another arrangement of diodes D1 and D2. The two diodes D1, D2 are connected as a series of rectifiers, one resistor connection being the connection point of the diodes and the second resistor connection being capacitively connected to the other diode connections. The application of this circuit is limited to alternating voltages due to the capacitor coupling, which is necessary because of different direct voltages. The supply current sources I1, I2 are also coupled via a corresponding capacitor C1, C2. The associated characteristic is shown in Fig. 3 (b), the resistance curve in Fig. 3 (c).

Fig. 4(a) zeigt eine Variante, bei der sechs Dioden D1 bis D6 in eine Gleichrichterreihe geschaltet sind, ansonsten entspricht diese Anordnung der nach Fig. 3(a). Je nachdem, wie viele Dioden in der Gleichrichterkette bzw. -reihe enthalten sind, ändert sich die Steilheit bei der Kennlinie bzw. beim Widerstandsverlauf, wie in Fig. 4(b) und Fig. 4(c) veranschaulicht ist. FIG. 4 (a) shows a variant in which six diodes D1 to D6 are connected in a rectifier series, otherwise this arrangement corresponds to that according to FIG. 3 (a). Depending on how many diodes included in the rectifier chain or series, the steepness 4 (b) changes in the characteristic curve or in the resistance curve as shown in Fig. And Fig. 4 (c) is illustrated.

Eine Kombination der Schaltungen aus Fig. 2(a) und Fig. 4(a) führt zur Überlagerung der Kennlinien aus Fig. 2(c) und Fig. 4(c). Hiermit gelingt es, die Krümmungen der Kennlinien zu kompensieren. Eine Realisierung dieser Kombination ist in Fig. 5(a) veranschaulicht. Die Diodenanordnung besteht aus insgesamt vier Ketten A, B, C, D, die jeweils zwei Dioden umfassen. Dabei ist eine dritte Kette C mit zwei hintereinander geschalteten Dioden DC1, DC2 in einen ersten gemeinsamen Verbindungspunkt Y der beiden Diodenketten A und B gelegt, wobei die erste Diodenkette A aus Dioden DA1 und DA2 besteht, zwischen denen der Signalstrom Iin eingespeist wird. A combination of the circuits from FIG. 2 (a) and FIG. 4 (a) leads to the superimposition of the characteristic curves from FIG. 2 (c) and FIG. 4 (c). This enables the curvatures of the characteristic curves to be compensated for. An implementation of this combination is illustrated in Fig. 5 (a). The diode arrangement consists of a total of four chains A, B, C, D, each comprising two diodes. A third chain C with two diodes D C1 , D C2 connected in series is placed in a first common connection point Y of the two diode chains A and B, the first diode chain A consisting of diodes D A1 and D A2 , between which the signal current Iin is fed becomes.

Die zweite Kette B besteht aus zwei Dioden DB1 und DB2, zwischen denen sich der Widerstandsanschluß F befindet. The second chain B consists of two diodes D B1 and D B 2, between which the resistance terminal F is located.

Am zweiten gemeinsamen Verbindungspunkt Z der beiden Ketten A, B liegt eine vierte Kette D, ebenfalls bestehend aus zwei Dioden DD1 und DD2. Der Steuerstrom I1 wird am Steueranschluß X in die dritte Diodenkette C eingespeist und der Steuerstrom I2 am Steueranschluß W in die vierte Diodenkette D. Der Signalstrom Isignal durch den Widerstand setzt sich aus den drei Stromanteilen I3, I4 und I5 zusammen, deren Summe durch Kompensation entgegengesetzter Krümmungen die Linearisierung ergibt. Der Stromanteil I3 fließt von dem Steueranschluß X direkt oder indirekt in Richtung Widerstandsanschluß F, der Stromanteil 15 vom Steueranschluß W direkt oder indirekt ebenfalls in Richtung Widerstandsanschluß F. Der Stromanteil I4 fließt vom Mittelpunkt der zweiten Kette B direkt oder indirekt in Richtung Widerstandsanschluß F. Zur Erzeugung eines aussteuerungssymmetrischen Verhaltens an den Widerstandsanschlüssen E und F müssen beide Steuerströme gleich groß sein. Die Kennlinie der Schaltung von Fig. 5(a) ist in Fig. 5(b) gezeigt, der nunmehr nahezu lineare Widerstandsverlauf in Fig. 5(c). At the second common connection point Z of the two chains A, B there is a fourth chain D, likewise consisting of two diodes D D1 and D D 2. The control current I1 is fed into the third diode chain C at the control connection X and the control current I2 at the control connection W in the fourth diode chain D. The signal current I signal through the resistor is composed of the three current components I3, I4 and I5, the sum of which gives the linearization by compensating opposing curvatures. The current component I3 flows from the control connection X directly or indirectly in the direction of the resistance connection F, the current component 15 from the control connection W directly or indirectly also in the direction of the resistance connection F. The current component I4 flows from the center of the second chain B directly or indirectly in the direction of the resistance connection F. Zur In order to generate a modulation-symmetrical behavior at the resistance connections E and F, both control currents must be of the same size. The characteristic of the circuit of FIG. 5 (a) is shown in FIG. 5 (b), the now almost linear resistance curve in FIG. 5 (c).

Als Parameter zur Einstellung der Krümmungskompensation dienen die Anzahl der Dioden in den einzelnen Ketten A, B, C und D, wie z. B. in Fig. 5(a) gezeigt, deren Struktur oder deren Flächenfaktor. Es kann z. B. auch sinnvoll sein, wie in Fig. 6 gezeigt, z. B. die Kette A aus mehreren Teilketten A1, A2, A3 aufzubauen, damit das Linearitätsverfahren weiter verbessert wird. In einer anderen Ausführungsform werden zwei in Reihe geschaltete Dreifachdioden verwendet. The number of diodes in the individual chains A, B, C and D, such as, for example, are used as parameters for setting the curvature compensation. B. in Fig. 5 (a), its structure or area factor. It can e.g. B. also be useful, as shown in Fig. 6, z. B. build the chain A from several partial chains A1, A2, A3, so that the linearity process is further improved. In another embodiment, two triple diodes connected in series are used.

Fig. 7 zeigt, daß ein gemäß der Erfindung linearisierter, gesteuerter Widerstand, dessen einer Anschluß F mit einer Spannungsversorgungsleitung, hier z. B. GND, verbunden ist, mit nur einer Steuerstromquelle realisiert werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel wird bevorzugt der Widerstandsanschluß E kapazitiv (C3) mit dem Mittelpunkt der ersten Diodenkette A verbunden und der Widerstandsanschluß F kapazititv (C4) mit dem Mittelpunkt der Kette B. Ansonsten gilt bezüglich der Anordnung das zu Fig. 5(a) Gesagte. Fig. 7 shows that a linearized, controlled resistor according to the invention, one terminal F with a voltage supply line, here z. B. GND, can be realized with only one control current source. In this exemplary embodiment, the resistor connection E is capacitively (C3) connected to the center of the first diode chain A and the resistor connection F is capacitively (C4) connected to the center of the chain B. Otherwise, what has been said regarding FIG. 5 (a) applies to the arrangement.

Die Erfindung kann auch dazu benutzt werden, mit gezielter Über- und Unterkompensation die Änderung der Eigenschaften des Widerstandes herbeizuführen. Bei den Beispielen ist jedesmal der Signalstrom an einem Symmetriepunkt der Schaltung eingespeist; durch Einspeisung an anderen Stellen kann ein asymmetrischer Verlauf erzeugt werden. BEZUGSZEICHENLISTE A Erste, mittlere Kette aus einem oder mehreren der Lastelemente in der Anordnung der nichtlinearen bipolaren Lastelemente; zu Kette B paralleler Zweig
A1 Teilkette der Kette A
A2 Teilkette der Kette A
A3 Teilkette der Kette A
B Zweite, mittlere Kette aus einem oder mehreren der Lastelemente in der Anordnung der nichtlinearen bipolaren Lastelemente; zu Kette A paralleler Zweig
C Dritte Kette aus einem oder mehreren der Lastelemente in der Anordnung der nichtlinearen bipolaren Lastelemente bzw. dritte Diodenkette
C1 Kondensator
C2 Kondensator
C3 Kapazitive Verbindung des Widerstandsanschlusses E mit dem Mittelpunkt der ersten Diodenkette A
C4 Kapazitive Verbindung des Widerstandsanschlusses F mit dem Mittelpunkt der zweiten Diodenkette B
D Kette aus einem oder mehreren der Lastelemente in der Anordnung der nichtlinearen bipolaren Lastelemente bzw. vierte Diodenkette
D1 Diode
D2 Diode
D3 Weitere Diode
D4 Weitere Diode
D5 Diode
D6 Diode
DA1, DA2 . . . DAj ;Lastelemente in Kette A
DB1, DB2 . . . DBk Lastelemente in Kette B
DC1, DC2 . . . DCi Lastelemente in Kette C
DD1, DD2 . . . DDl Lastelemente in Kette D
E Erster Widerstandsanschluß
F Zweiter Widerstandsanschluß
GND Spannungsversorgungsleitung
I1 Steuerstromquelle bzw. Stromquelle bzw. Versorgungsstromquelle bzw. Steuerstrom
I2 Zweite Versorgungsstromquelle bzw. Steuerstrom
I3 Stromanteil, aus dem sich der Signalstrom durch den Widerstand zusammensetzt und deren Summe durch Kompensation entgegengesetzter Krümmungen die Linearisierung ergibt
I4 Stromanteil, aus dem sich der Signalstrom durch den Widerstand zusammensetzt und deren Summe durch Kompensation entgegengesetzter Krümmungen die Linearisierung ergibt
I5 Stromanteil, aus dem sich der Signalstrom durch den Widerstand zusammensetzt und deren Summe durch Kompensation entgegengesetzter Krümmungen die Linearisierung ergibt
Iin Eingangsstrom bzw. Signalstrom
Isignal Signalstrom
Vin Signalspannung bzw. Eingangsspannung
W Zweiter Steueranschluß
X Erster Steueranschluß
Y Erster gemeinsamer Verbindungspunkt der beiden Diodenketten A und B
Z Zweiter gemeinsamer Verbindungspunkt der beiden Diodenketten A und B
The invention can also be used to bring about the change in the properties of the resistor with targeted over- and under-compensation. In the examples, the signal current is always fed in at a point of symmetry of the circuit; an asymmetrical profile can be created by feeding in at other points. REFERENCE SIGN LIST A First, middle chain of one or more of the load elements in the arrangement of the non-linear bipolar load elements; Branch parallel to chain B.
A1 partial chain of chain A
A2 partial chain of chain A
A3 partial chain of chain A
B Second, middle chain of one or more of the load elements in the arrangement of the non-linear bipolar load elements; Branch parallel to chain A
C Third chain consisting of one or more of the load elements in the arrangement of the non-linear bipolar load elements or third diode chain
C1 capacitor
C2 capacitor
C3 capacitive connection of the resistance connection E to the center of the first diode chain A
C4 Capacitive connection of the resistance connection F to the center of the second diode chain B
D chain of one or more of the load elements in the arrangement of the non-linear bipolar load elements or fourth diode chain
D1 diode
D2 diode
D3 Additional diode
D4 Additional diode
D5 diode
D6 diode
D A1 , D A2 . , , D Aj ; load elements in chain A
D B1 , D B2 . , , D Bk load elements in chain B
D C1 , D C2 . , , D Ci load elements in chain C
D D1 , D D2 . , , D Dl load elements in chain D
E First resistance connection
F Second resistance connection
GND power supply line
I1 control current source or current source or supply current source or control current
I2 Second supply current source or control current
I3 Current component from which the signal current through the resistor is composed and the sum of which results in the linearization by compensating opposing curvatures
I4 Current component from which the signal current through the resistor is composed and the sum of which results in the linearization by compensating for opposite curvatures
I5 Current component from which the signal current through the resistor is composed and the sum of which results in the linearization by compensating for opposite curvatures
Iin input current or signal current
I signal signal current
Vin signal voltage or input voltage
W Second control connection
X First control connection
Y First common connection point of the two diode chains A and B
Z Second common connection point of the two diode chains A and B

Claims (11)

1. Schaltungsanordnung für einen stromgesteuerten Widerstand mit erweitertem Linearitätsbereich, unter Verwendung einer Anordnung aus nichtlinearen, bipolaren Lastelementen, wobei der Widerstand zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluß erzeugt ist, mit
einem ersten Widerstandsanschluß (E),
einem zweiten Widerstandsanschluß (F),
einem ersten Steueranschluß (X), der von einer Steuerstromquelle (I1) gespeist wird, und
einem zweiten Steueranschluß (W),
wobei die Anordnung der nichtlinearen bipolaren Lastelemente aus mehreren Ketten (A, B, C, D) aus einem oder mehreren der Lastelemente (DA1 . . . DAj, DB1 . . .DBk, DC1 . . . DCi bzw. DD1 . . . DDl) besteht und die beiden mittleren Ketten (A, B) aus zwei parallelen Zweigen von Lastelementen gebildet werden und je ein Widerstandsanschluß (E, F) direkt oder indirekt in der Mitte von je einem der parallelen Zweige (A, B) angebracht ist und sich die beiden Steueranschlüsse (X, W) am Anfang und am Ende der Anordnung befinden und die Steueranschlüsse (X, W) niederohmig mit einem der Widerstandsanschlüsse (E, F) verbunden sind. 1. Circuit arrangement for a current-controlled resistor with an expanded linearity range, using an arrangement of non-linear, bipolar load elements, the resistor being generated between a first and a second terminal, with
a first resistance connection (E),
a second resistance connection (F),
a first control connection (X), which is fed by a control current source (I1), and
a second control connection (W),
the arrangement of the nonlinear bipolar load elements from several chains (A, B, C, D) from one or more of the load elements (D A1 ... D Aj , D B1 ... D Bk , D C1 ... D Ci or . D D1 ... D Dl ) and the two middle chains (A, B) are formed from two parallel branches of load elements and a resistance connection (E, F) each directly or indirectly in the middle of each of the parallel branches ( A, B) is attached and the two control connections (X, W) are at the beginning and at the end of the arrangement and the control connections (X, W) are connected to one of the resistance connections (E, F) with low resistance. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalischen Eigenschaften der nichtlinearen, bipolaren Lastelemente (DA . . ., DB . . ., DC, DD) in allen Ketten (A, B, C, D) gleich sind. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the physical properties of the non-linear, bipolar load elements (D A ..., D B ..., D C , D D ) in all chains (A, B, C, D) are the same. 3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Widerstandsanschluß (F) über einen Kondensator (C1) mit dem Steueranschluß (X) zwischen der Versorgungsstromquelle (I1) und der dritten Kette (C) verbunden ist. 3. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 2, characterized in that the second resistance connection (F) via a Capacitor (C1) with the control terminal (X) between the supply current source (I1) and the third chain (C) is connected. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anschluß (F) über einen zweiten Kondensator (C2) mit dem Steueranschluß (W) der vierten Kette (D) verbunden ist. 4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second terminal (F) via a second capacitor (C2) is connected to the control connection (W) of the fourth chain (D). 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der nichtlinearen, bipolaren Lastelemente (DA . . ., DB . . ., DC . . ., DD) abhängig von den physikalischen Eigenschaften der Lastelemente gewählt ist. 5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the number of non-linear, bipolar load elements (D A ..., D B ..., D C... , D D ) depending on the physical properties of the Load elements is selected. 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder die zweite Kette (A, B) aus mehreren Teilketten (A1, A2, A3) besteht, die untereinander parallel geschaltet sind. 6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first or the second chain (A, B) from several There are partial chains (A1, A2, A3) that are connected in parallel with each other. 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder die zweite Kette (A, B) aus zwei Dreifachdioden besteht, die in Reihe geschaltet sind. 7. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first or the second chain (A, B) consists of two There are triple diodes connected in series. 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare, bipolare Lastelement eine Halbleiterdiode oder eine Transistordiode ist. 8. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the non-linear, bipolar load element a Is semiconductor diode or a transistor diode. 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Widerstandsanschluß (F) über einen oder mehrere Kondensatoren (C1, C2, C4) mit der zweiten, der dritten oder/und der vierten Kette (B, C, D) verbunden ist. 9. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the second resistance connection (F) via one or several capacitors (C1, C2, C4) with the second, the third and / or the fourth chain (B, C, D) is connected. 10. Verwendung einer Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Verstärkungsregelung, als PIN-Diode, als Modulator oder als Multiplizierer. 10. Use of a circuit arrangement according to one of claims 1 to 9 for Gain control, as a PIN diode, as a modulator or as a multiplier. 11. Verfahren zum Steuern eines Widerstandes mit erweitertem Linearitätsbereich über den Strom, mit einer Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend eine Anordnung aus nichtlinearen, bipolaren Lastelementen, wobei der Widerstand zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluß erzeugt wird, mit
einem ersten Widerstandsanschluß (E),
einem zweiten Widerstandsanschluß (F),
einem ersten Steueranschluß (X), der von einer Steuerstromquelle (I1) gespeist wird, und
einem zweiten Steueranschluß (W),
wobei die Anordnung der nichtlinearen bipolaren Lastelemente aus mehreren Ketten (A, B, C, D) aus einem oder mehreren der Lastelemente (DA1 . . . DAj, DB1 . . . DBk, DC1 . . . DCi bzw. DD1 . . . DDl) besteht und die beiden mittleren Ketten (A, B) aus zwei parallelen Zweigen von Lastelementen gebildet werden und je ein Widerstandsanschluß (E, F) direkt oder indirekt in der Mitte von je einem der parallelen Zweige (A, B) angebracht ist und sich die beiden Steueranschlüsse (X, W) am Anfang und am Ende der Anordnung befinden und die Steueranschlüsse (X, W) niederohmig mit einem der Widerstandsanschlüsse (E, F) verbunden sind, und
die Lineariät des stromgesteuerten Widerstandes über einen durch die Dioden vorbestimmten Bereich verbessert wird. 11. A method for controlling a resistor with an expanded linearity range over the current, with a circuit arrangement according to one of claims 1 to 9, comprising an arrangement of non-linear, bipolar load elements, wherein the resistance is generated between a first and a second connection with
a first resistance connection (E),
a second resistance connection (F),
a first control connection (X), which is fed by a control current source (I1), and
a second control connection (W),
the arrangement of the nonlinear bipolar load elements from several chains (A, B, C, D) from one or more of the load elements (D A1 ... D Aj , D B1 ... D Bk , D C1 ... D Ci or . D D1 ... D Dl ) and the two middle chains (A, B) are formed from two parallel branches of load elements and a resistance connection (E, F) each directly or indirectly in the middle of each of the parallel branches ( A, B) is attached and the two control connections (X, W) are at the beginning and at the end of the arrangement and the control connections (X, W) are connected to one of the resistance connections (E, F) with low resistance, and
the linearity of the current controlled resistor is improved over a range predetermined by the diodes.
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